笔记本电脑壳上壳冲压模设计
1 绪论
1.1 选题背景及目的
金属镁及其合金是迄今在工程应用的最轻的结构材料，常规镁合金比铝合金轻30%~50%，比钢铁轻70%以上，应用在工程中可大大减轻结构件质量。同时镁合金具有高的比强度和比刚度，尺寸稳定性高，阻尼减震性好，机械加工方便，尤其易于回收利用，具有环保特性。20世纪80年代以来镁合金的研究得到飞速发展，随着镁合金应用面的不断扩大镁合金的研究和开发也进入了新时代。然而镁合金的研究和发展还很不充分，很多工作还处于摸索阶段，很多有关镁合金性能的研究还没有得到完全发展。对镁合金的成型技术的研究目前主要在金属型铸造，砂型铸造，低压铸造，差压铸造，熔模铸造，压力铸造和技压铸造等方面，对镁合金的冲压工艺研究较少。但是，镁合金冲压方面的应用前景较好，除了可以减轻质量，外观漂亮外，特别是电磁屏蔽能力好。
本文结合省自然科学基金项目—镁合金深加工研究，主要进行变形镁合金的板材成型性分析设计。
1.2 国内外研究状况
近年来，镁合金的开发和应用已经受到世界各国的重视，尤其西方发达国家十分重视变形镁合金的研究与开发，变形镁合金材料已开始向系列化发展，产品应用领域不断扩展。其中美国的变形镁合金材料体系较为完备，合金系列有Mg-Al、Mg-Zn、Mg-RE、Mg-Li、Mg-Th等，可以加工成板、棒、型材和锻件，并且开发出了快速凝固高性能变形镁合金非晶态镁合金及镁基复合材料等。美国与世界上最大的镁生产企业—挪威Novsk Hydro 公司签订了长期的合作关系。日本也开始着重研究镁的新合金、新工艺、开发超强高变形镁合金材料和可冷压加工的镁合金板材。英国开发出了Mg-Al-B挤压镁合金用于Magnox核反应堆燃料罐。以色列最近研制出了用在航天飞行器上、兼具优良力学性能和耐蚀性能的变形镁合金[1]。
我国变形镁合金材料的研制与开发仍处于起步阶段，缺少高性能镁合金板、棒和型材，国防军工、航天航空用高性能镁合金材料仍依靠进口，民用产品尚未进行大力开发，
因此，研究和开发性能优良、规格多样的变形镁合金材料显得十分重要。
1.3 课题研究方法
镁合金在常温下的塑性很低，因此不适于常温下冲压成形。镁合金在热态下具有较好的塑性，甚至在一些不利于其他材料成形的应力-应变状态下也可以成形，但变形速度不宜太大。镁合金板材在250℃左右拉深时其拉深比超过铝合金和低碳钢板的常温拉深成形极限。在175℃镁合金板形件拉深的拉深比可达2.0，225℃可达3.0。
本次设计主要是根据镁合金AZ31板材加热时的拉深性能来进行模具设计，镁合金AZ31板材拉深成形时主要工艺参数有拉深力、成形速度、坯料温度、模具预热温度、润滑方式、模具圆角、模具间隙、压边力等，这些因素对坯料的拉深成形结果均有不同程度的影响[2]。
1.4 论文构成
(1)选题背景和研究方法和。
(2)冲压工艺规程通过对工件的工艺分析和工艺计算，考虑经济性和可行性的前提下，确定工艺方案。
(3)进行模具设计拉深模设计和修边模设计。
(4)设计总结总结本次设计之后所得到的收获和改进意见。
2 冲压工艺规程的编制
2.1冲压件的工艺分析
冲压件的零件图如图2.1所示
图2.1 零件图
图2.2 立体图
2.1.1材料
制件材料为镁合金AZ31,料厚为1mm,其化学成分及拉伸力学性能如表1.1所示:
表1.1 镁合金AZ31化学成分
镁合金具有比重轻，比强度高，阻尼性及切削加工性能好，导热性好、电磁屏蔽能力强等优点，广泛应用于汽车工业、电子、通讯、家用电器、航空航天、计算机、纺织设备、印刷设备、包装设备、军工等行业。
镁合金管材、棒材、型材、线材拉伸力学性能应达到表1.2所列最低。
表1.2 镁合金的拉伸力学性能要求
本次所做的笔记本电脑外壳冲压模设计所用材料应为镁合金AZ31型材，它为中强合金，可焊，良好的成型性
2.1.2 结构工艺性分析
零件的结构工艺性分析如表1.3所示
表1.3工艺性分析表
此零件的设计过程中，有拉深这一工艺过程，液压机没有固定的行程，不会因薄板的厚度的变化而超载，特别是对于需要很大的施力行程加工时，具有明显的优点，并且液压机下面可以原有的液压机顶缸，用来顶出零件，所以选用液压机。
2.2毛坯形状、尺寸的确定
笔记本电脑外壳的拉深是属于盒形件的拉
深，盒形件是一种非回转体零件，它的侧壁是由
两对长度分别为A-2r和B-2r的直边及四个半径
为r的转角所构成。盒形件拉深时，由于其几何
形状的非回转性，变形沿壁周向的分布是不均匀
的；直边区域变形量小，圆角区域变形量大，变
形分布非常复杂。盒形件拉深时，圆角部分近似
圆筒形件的拉深，直边部分近似板料弯曲，但是，
直边部分并不是单纯的弯曲变形。由于圆角部分
的材料要图向直边流动，因而直边部分也产生了 2.3盒形件形状
横向压缩、纵向伸长的变形。而圆角部分，由于直边的存在，金属的流动，使圆角部分的变形程度大为减小。
2.2.1盒形件的修边余量
当盒形件的高度小而对上口要求不高时，才可免去修边
工序。一般情况下，盒形件在拉深后都需要修边，所以在确
定毛坯尺寸和进行工艺计算之前，应在工件高度或凸缘宽度
上加修边余量。
H0/r=18/3=6
H0—图纸要求的盒形件高度
△H—修边余量
H —记入修边余量的工件高度
r —盒形件侧壁间的圆角半径图2.4 盒形件修边余量
查文献[5]表4-24得
△H=(0.03~0.05)H0
取△H=0.05H0=0.05ｘ18=0.9
则H= H0+△H=18.9
2.2.2 盒形件毛坯尺寸计算
r/(B-H)=3/(260-18.9)=0.012<0.22
查文献[5]图4-57可知此盒形件属于Пa区，即角部圆角半径较小的低盒形件。拉深特点：只有微量的材料从盒形件的圆角处转移到侧壁上去，而几乎没有增补侧壁的高度。其毛坯尺寸计算步骤如下：
(1)计算壁部展开长度：
l=H+0.57r底
由于笔记本电脑外壳两侧不是对称的，且
是一段圆弧，所以，侧壁就取圆弧长度，
两侧统一取H=22mm
l1=22+0.57ｘ3=23.71mm
l2=18.9+0.57ｘ3=20.61
(2)按拉深计算角部毛坯半径R
当r=r底时
R1=(2rH1)1/2=(2ｘ3ｘ23.71)1/2=12mm
R2=(2rH2)1/2=(2ｘ3ｘ20.61)1/2=11mm
统一取R=12mm 图2.5 毛坯尺寸计算方法
(3)从ab线段的中心向半径为R的圆弧引切线。
(4) 在直线与切线的交接处，用半径为R的圆弧，光滑连接，即可得出毛坯外形。
按上述方法计算出毛坯尺寸及外形为：
H/B=18.9/260=0.073
t/Dｘ100=1/293ｘ100=0.34
r/B=3/260=0.0115
查文献[5]表4-26
H/B1=0.3/0.85=0.255
H/B1< H/B, 所以可以一次拉成
图
核算角部的拉深系数 2.6 毛坯尺寸、外形对于低盒形件,由于圆角部分对直边的影响较小,圆角处的变形最大,故变形程度用圆角处的假想系数来表示：
m=r/k y
式中
r —角部的圆角半径
k y—毛坯圆角部分的假想半径
时，拉深系数可以用H/r的比值来表示，本产品r=r底，
当r=r
底
所以
m=1/(2H/r)1/2=0.28
查文献[5]表4-27
t/Dｘ100=1/293ｘ100=0.34
r/B1=3/293=0.01
m1=0.31ｘ0.85=0.26
m>m1 所以可以一次拉成
2.3 排样设计及材料利用率计算
2.3.1 排样方式：
为使模具设计简单以及送料方便，故选用尺寸为1000ｘ750mm,厚1.0mm的镁板，每块生产6件。
2.3.2 材料利用率计算：
2.4工艺方案的确定
2.4.1基本工序的确定：
该零件加工的基本工序确定为落料、拉深、冲孔、修边。
对于本产品，如果省去切口工序，即在落料时把切口部分的材料去掉，毛坯外形为
，
资源，而且，成本过高，所以也不宜选用。
方案二也是由于拉深时需要加热，不宜选用复合模。
方案一设计单工序模，虽然这样效率虽然不是最高，但从节约资源的角度和从科研方面来讲都是最好的，所以选用方案一。
2.5. 工艺计算
此处省去NNNNN需要更多更完整的图纸和说明书请联系秋3053703061
凹模冲压模具设计
目录 前言 (1) 设计内容..............................................................................２１、工艺性分析 (2) ２、工艺方案得确定 (2) ３、模具结构形式得确定.........................................................２4、工艺设计........................................................................３(１)计算毛坯尺寸 (3) (2)画排样图 (3) (3)计算材料利用率 (4) (４)计算冲压力..................................................................５(５)初选压力机 (5) (６)计算压力中心 (5) (７)计算凸凹模刃口尺寸………………………………………………６ (8)卸料板各孔口尺寸 (6) (9)凸模固定板个孔口尺寸 (6) 5、模具结构设计 (6) (１)模具类型得选择 (6) (2)定位方式得选择 (6) (3)凹模设计……………………………………………………………６ (4)凹模刃口与边缘得距离 (6) (5)确定凹模周界尺寸…………………………………………………７ (6)选择模架及确定其她冲模零件尺寸………………………………７ 6、绘制典型零件图与装配图 (8) 7、结束语 (9) 致谢 (9) 参考文献 (10) 前言
随着经济得发展,工业产品技术得也在不断发展,各行各业对模具得需求量越来越大,技术要求也越来越高、虽然模具种类繁多,但在“十一五"期间其发展重点应该就是既能满足大量需要,又具有较高得技术含量,特别就是目前国内尚不能自给、需大量进口得模具与能代表发展方向得大型、精密、复杂、长寿命模具。又由于模具标准件得种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业得发展有重大影响.因此,一些重要得模具标准件也必须重点发展,而且其发展速度应快于模具得发展速度,这样才能不断提高我国得模具标准化水平,从而提高模具质量,缩短模具生产周期及降低成本。由于我国得模具产品在国际市场上占有较大得价格优势,因此对于出口前景好得模具产品也应作为重点来发展。而且应该就是目前已有一定基础,有条件、有可能发展起来得产品.如: 1)大型精密塑料模具塑料模具占我国模具总量得比例正逐年上升,发展潜力巨大.目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展,但技术水平与国外仍有较大差距,总量也供不应求,每年进口几亿美元、 2)主要模具标准件目前国内已有较大产量得模具标准件主要就是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等、这些产品不但国内配套大量需要,出口前景也很好,应继续大力发展、 虽然如此,我国得冲压模具设计制造能力与市场需要与国际先进水平相比仍有较大差距、这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车与大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还就是加工工艺与能力方面,都有较大差距.覆盖件模具,具有设计与制造难度大,质量与精度要求高得特点,可代表覆盖件模具得水平。虽然在设计制造方法与手段方面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定得差距.标志冲模技术先进水平得多工位级进模与多功能模具,就是我国重点发展得精密模具品种、有代表性得就是集机电一体化得铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。 因此我们在学习完飞行器板金成形与模具相关基础课程后,老师让我们进行简单冲压件得模具设计,我们可经通过简单件得设计初步了解一下模具设计得过程。 设计内容 １、工艺性分析
冲压模具设计书
冲压模具设计书班级
学号 同心圆垫片冲压模具设计 目录 一．冲压件 1.1.冲压件零件图 二．零件的工艺性分析 2.1.零件的工艺性分析 2.2.冲裁件的精度和粗糙度 2.3.确定工艺方案 三．冲压模具总体结构设计 2.1.模具类型 2.2.操作及定位方式 2.3.卸料及出料方式 2.4.模架类型及精度 四．冲压模具工艺及计算
4.1.排样设计及条料宽度计算 4.2.设计冲裁压力及压力中心，初选压力机五．冲裁模间隙的分析及确定 5.1.冲裁模间隙的分析 5.2.冲裁模间隙的确定 六．凸凹模刃口尺寸的计算 6.1.刃口尺寸的计算的基本原则 6.2.刃口尺寸的计算 6.2.1凸凹模的刃口尺寸计算 七．主要零部件的设计 7.1.工作零件设计及计算 7.2.模架及其与它零件的设计
一．冲压件 二．零件工艺性分析 2.1.零件工艺性分析 该零件只有冲孔落料两个工序，材料为15钢，强度极限为450MPa，具有良好的冲压性能，适合普通冲裁。该零件冲孔及落料的尺寸均满足冲裁要求
2.2.冲裁件的精度和粗糙度 按零件的尺寸公差查公差表得零件的冲裁精度不超过IT11，故冲孔的精度为IT11,落料的精度为IT12，均满足普通冲裁要求。 2.3.确定工艺方案 以上分析可得，有冲孔落料两道工序，结构简单，可采用两工位连续冲裁，可选择级进模或复合模。 三．冲压模具总体结构设计 2.1.模具类型 复合模和级进模均只需要一副模具，但是复合模结构相对复杂，设计难度较大，而级进模的结构简单，更容易设计和制作，故选级进模。 2.2.操作及定位方式 该级进模可同时两工位连续冲裁，为提高工作效率，可选用自动送料。采用固定定位销和导料板定位 2.3.卸料及出料方式 为了实现快速卸料，采用弹性卸料，并采用下出料方式。在落料的同时，将零件顶出。 2.4.模架类型及精度 综合比较无导向模架，导板式模架，导柱式模架，该级进模更适合导柱式模架。该模架在模具冲孔落料时，有定位的作用，提高零件的精度，且导柱和导套也容易加工到较高精度。故选用导柱式模架，模架的尺寸根据凹模的尺寸选择标准的模架。 四．冲压模具工艺及计算
---冲压工艺与模具设计试题库及标准答案
＜<冲压工艺与模具设计>>试题库及答案 一填空题 １．冷冲压的优点有：生产率高、操作简便,尺寸稳定、互换性好，材料利用率高。２．冷冲压是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种加工方法。 3.一般的金属材料在冷塑变形时会引起材料性能的变化。随着变形程度的增加,所有的强度、硬度都提高,同时塑性指标降低，这种现象称为冷作硬化。 4．拉深时变形程度以拉深系数m 表示，其值越小，变形程度越大。５．材料的屈强比小,均匀延伸率大有利于成形极限的提高。 6.冲裁件的断面分为圆角，光面,毛面,毛刺四个区域。 7.翻孔件的变形程度用翻孔系数K 表示,变形程度最大时,口部可能出现开裂 8.缩孔变形区的应力性质为双向压缩应力，其可能产生的质量问题是失稳起皱9．精冲时冲裁变形区的材料处于三向压应力，并且由于采用了极小的间隙,冲裁件尺寸精度可达IT8-IT6级。 1０．冷冲压模具是实现冷冲压工艺的一种工艺装备。 11.落料和冲孔属于分离工序，拉深和弯曲属于成形工序。 12.变形温度对金属塑性的影响很大,一般来说，随着变形温度的升高,塑性提高，变形抗力降低。 １4.材料在塑性变形中，变形前的体积等于变形后的体积，用公式来表示即：ε１+ε2+ε3=0 。 15．冲裁的变形过程分为弹性变形，塑性变形，断裂分离三个阶段。１6.冲裁模工作零件刃口尺寸计算时,落料以凹模为基准，冲孔以凸模为基准，凸模和凹模的制造精度比工件高2－３级。 17．冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的余料称作搭边。它能补偿条料送进时的定位误差和下料误差，确保冲出合格的制件。 18．弯曲零件的尺寸与模具工作零件尺寸不一致是由于弯曲回弹而引起的，校正弯曲比自由弯曲时零件的尺寸精度要高。 19．拉深时可能产生的质量问题是起皱和开裂 ２１用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为冲压模具。 2２冲压工艺分为两大类,一类叫分离工序,一类是变形工序。 23物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后,物体并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸，称为塑性变形。
典型垫片冲压模具说明书概论
目录 目录 (1) 1. 工件的冲压工艺设计 (2) 1.1工艺分析 (2) 1.2确定工艺方案 (3) 1.3工艺计算 (5) 1.4凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 (9) 1.5其他模具零部件的选择 (13) 2.装配图 (14) 3.小结 (14) 4.参考文献 (15)
1. 工件的冲压工艺设计 1.1工艺分析 冲压件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量零件设计是否合理。一般来讲，满足使用要求的条件下，能以最简单、最经济的方法将工件加工出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的冲压工艺性就差。工艺性的好坏是相对的，他直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件的影响。 该零件尺寸中，未注公差按照IT13确定工件尺寸的公差。查公 差表，则其外形尺寸为被包容尺寸00.3942mm -,00.3933mm -,0 0.229.6mm - 零件简图：如图所示
零件名称: 典型盖板件 上产批量: 中批量生产（10万件） 材料：Q235钢 厚度：2mm 1.2确定工艺方案 确定工艺方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数、工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应对不同的工艺方案进行全面的分析与研究。在选择工艺时，一般要考虑模具的结构形式，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。 在确定冲压件的工艺路线时，应主要考虑以下几个方面：冲压零件的几何形状、尺寸大小、精度等级、生产批量、加工零件时操作的难易程度、模具的加工成本及时间等。 经分析该零件属于大批量生产，形状简单，工艺性较好、冲压件
尺寸精度较高。冲压该零件需要的基本工序有落料和冲孔。 方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 方案二：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模（连续模）生产。 方案一单工序模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。 方案二复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，由于压料冲裁的同时得到了校平，冲件平直且有较好的剪切断面。 方案三级进模可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件，且可冲裁比较厚的零件，但级进模冲裁受压力机工作台面尺寸与工序数的限制，冲裁件尺寸不宜太大。另外级进模冲裁中、小型零件时零件平面度不高，高质量工件需校平。 根据冲压模工艺原理，结合该零件结构的特点，通过对比以上三种方案，采用复合模结构简单实用，冲压工艺过程稳定可靠，比较适合该零件了生产制造。
冲压模具设计
设计题目： 零件图：
前 言 从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2 个长度为 (A-2r) 和 2 个长度为 (B-2r) 的直边加上 4 个半径为 r 的 1/4 圆筒部分。若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。但实际上圆角部分和直边部分是联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。 拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。变形前直边处的横向尺寸是等距的，即321L L L ?=?=?，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图1所示) 。这些变化主要表现在： 图 1 ⑴直边部位的变形 直边部位的横向尺寸变形后间距逐渐缩小，愈向直边中间部位缩小愈少，纵向尺寸变形后，间距逐渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。 (2) 圆角部位的变形 拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直的等距平行线。同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越
向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。因此该处的变形不同于纯粹的拉深。 盒形件拉深有以下变形特点： σ的分布是不均匀的。在圆角部分最大，直 (1) 凸缘变形区内径向拉应力 1 σ也远小于相应的圆筒形件的拉应力。边部分最小。即使在角部，平均拉应力 1 因此，就危险断面处载荷来说，矩形盒拉深时要小得多；对于相同材料，矩形盒拉深的最大成形相对高度要大于相同半径的圆筒形零件拉深时的最大成形相对高度。 (2) 由于直边和圆角变形区内材料受力情况不同，直边处材料向凹模流动的阻力要远小于圆角处，并且，直边处材料的径向伸长变形小而圆角处材料的径向变形大，使变形区内两处材料的变形量不同，直边处大于圆角处。由此引起两处位移速度差，因而必然诱发出切应力（图2），以协调直边与圆角处的变形。 图2 盒形件拉深时的应力分布 σ的分布也是不均匀的。从角部到中间直 (3)在毛坯外周边上，切向压应力 3 σ的数值逐渐减小。通常情况下，起皱都发生在角部，但是起边部位，压应力 3 皱的趋势要小于拉深相应圆筒形件时的情况。 常用相对圆角半径r/B表示矩形盒的几何形状特征，0 第6章冲压工艺过程设计 冲压工艺过程是冲压件各加工工序的总和。加工工序不仅包括冲压件所用到的冲压加工基本工序，而且包括基本工序之前的准备工序、基本工序之间的辅助工序和基本工序之后的后续工序。工艺过程设计的任务就是根据生产条件，对这些工序的先后次序做出合理安排(协调组合)，其基本要求是技术上可行、经济上合算，还要考虑操作方便与安全。冲压工艺过程的优劣，决定了冲压件的质量和成本，所以，冲压工艺过程设计是一项十分重要的工作。 6.1 冲压工艺过程设计步骤 冲压工艺过程设计涉及的内容很多很广，所以应分步进行，其步骤现已大体形成规律，可依据程序进行。一般步骤如下。 1. 熟悉原始资料 在接到冲压件设计任务之后，首先应熟悉以下原始资料： (1) 产品图及技术条件或实物样品； (2) 原材料的牌号、尺寸规格、冲压性能； (3) 生产纲领或生产批量； (4) 可提供的冲压设备种类、型号、规格、技术参数及使用说明； (5) 可提供的模具制造能力与技术水平； (6) 相关技术标准和资料。 2. 冲压件的工艺性分析 按上述原始资料对冲压件的结构形状、尺寸、精度要求、材料性能等进行分析。判断该冲压件用冲压工艺成形能不能达到规定的技术要求，需要哪几种性质的工序和工步，各道中间工序件/半成品的形状和尺寸由哪道工序完成，然后按前几章分别阐述的冲压工艺性要求逐个分析，裁定该冲压件加工难易程度，裁定是否需要采取特殊工艺措施。由于生产条件(工艺装备及生产的传统习惯)不同，工艺性的涵义也会有一些差异。若存在冲压工艺性不好、冲压加工困难，则应在不影响其使用性能的前提下提出修改意见，经与产品设计人员协商同意后对冲压件图样作出适合工艺性的修改。 3. 确定最佳工艺方案 通过工艺性分析，结合工艺计算，并经分析比较确定最佳方案，这是冲压工艺过程设计中十分重要的环节。其内容包括工艺性质、工序数目、工序顺序、工序件/半成品件的形状尺寸以及其他辅助工序的安排，6.2节将专题叙述。 前言 冲压是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法.冲压模具在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模).冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品.冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系.模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力. 我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距.这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距.覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平.虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定的差距.标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种.有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平. 因此我们在学习完《飞机钣金成形原理和工艺》等模具相关基础课程后,安排了模具设计课程设计,以帮助我们掌握模具设计的过程,为以后参加工作打下基础. 设计内容 一、零件的工艺性分析 图1 零件图 1）零件的尺寸精度分析如图1所示零件图,该零件外形尺寸为R11,19;内孔尺寸为R3,6,均未标注公差,公差等级选用IT14级,则用一般精度的模具即可满足制件的精度要求. 2）零件结构工艺性分析零件形状简单,适合冲裁成形. 3）制件材料分析制件材料为45钢,抗剪强度为432～549米pa,抗拉强度为540～685米pa,伸长率为16%.适合冲压成形. 综合以上分析,得到最终结论:该制件可以用冲压生产的方式进行生产.但有几点应注意: 1）孔与零件左边缘最近处仅为2米米,在设计模具是应加以注意. 2）制件较小,从安全方面考虑,要采取适当的取件方式. 3）有一定批量,应重视模具材料和结构的选择,保证一定的模具寿命. 二、工艺方案的确定 由零件图可知,该制件需落料和冲孔两种冲压工艺,设计模具时可有以下三种方案: 方案一:先落料,再冲孔,采用单工序模生产. 方案二:冲孔、落料连续冲压,采用级进模生产. 方案三:落料和冲孔复合冲压,采用复合模生产. 冷冲压模具设计步骤 冷冲模设计的一般步骤如下： 1 ．搜集必要的资料 设计冷冲模时，需搜集的资料包括产品图、样品、设计任务书和参考图等，并相应了解如下问题： l ）了解提供的产品视图是否完备，技术要求是否明确，有无特殊要求的地方。 2 ）了解制件的生产性质是试制还是批量或大量生产，以确定模具的结构性质。 3 ）了解制件的材料性质（软、硬还是半硬）、尺寸和供应方式（如条料、卷料还是废料利用等），以便确定冲裁的合理间隙及冲压的送料方法。 4 ）了解适用的压力机情况和有关技术规格，根据所选用的设备确定与之相适应的模具及有关参数，如模架大小、模柄尺寸、模具闭合高度和送料机构等。 5 ）了解模具制造的技术力量、设备条件和加工技巧，为确定模具结构提供依据。 6 ）了解最大限度采用标准件的可能性，以缩短模具制造周期。 2 ．冲压工艺性分析 冲压工艺性是指零件冲压加工的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点、尺寸大小（最小孔边距、孔径、材料厚度、最大外形）、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。如果发现冲压工艺性差，则需要对冲压件产品提出修改意见，经产品设计者同意后方可修改。 3 ．确定合理的冲压工艺方案 确定方法如下： l ）根据工件的形状、尺寸精度、表面质量要求进行工艺分析，确定基本工序的性质，即落 料、冲孔、弯曲等基本工序。一般情况下可以由图样要求直接确定。 2 ）根据工艺计算，确定工序数目，如拉深次数等。 3 ）根据各工序的变形特点、尺寸要求确定工序排列的顺序，例如，是先冲孔后弯曲还是先弯曲后冲孔等。 4 ) 根据生产批量和条件，确定工序的组合，如复合冲压工序、连续冲压工序等。 5 ) 最后从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度、模具寿命、工艺成本、操作方便和安全程度等方面进行综合分析、比较，在满足冲件质量要求的前提下，确定适合具体生产条件的最经济合理的冲压工艺方案，并填写冲压工艺过程卡片（内容包括工序名称、工序数目、工序草图（半成品形状和尺寸）、所用模具、所选设备、工序检验要求、板料规格和性能、毛坯形状和尺寸等）: ; 4 确定模具结构形式 确定工序的性质、顺序及工序的组合后，即确定了冲压工艺方案也就决定了各工序模具的结构形式。冲模的种类很多，必须根据冲件的生产批量、尺寸、精度、形状复杂程度和生产条件等多方面因素选择，其选原则如下： l ）根据制件的生产批量确定采用简易模还是复合模结构。一般来说简易模寿命低，成本低；而复合模寿命长，成本高。 2 ）根据制件的尺寸要求确定冲模类型。 若制件的尺寸精度及断面质量要求较高，应采用精密冲模结构；对于一般精度要求的制件,可采用普通冲模。复合模冲出的制件精度高于级进模，而级进模又高于单工序模。 3 ）根据设备类型确定冲模结构。 拉深加工时有双动压力机的情况下，选用双动冲模结构比选用单动冲模结构好很多 【范例】 (1)题目：东风EQ-1090汽车储气简支架 (2)原始数据 数据如图7—1所示。大批量生产，材料为Q215，t=3mm。 图7-1零件图 (3)工艺分析 此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235、t=3mm的碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构中等复杂，有一个直径φ44mm的圆孔，一个60mm×26mm、圆角半径为R6mm的长方形孔和两个直径13mm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm。工件的尺寸落料按ITll级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。 (4)冲裁工艺方案的确定 ①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序，可有以下三种工艺方案。 方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。 方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 ③方案的确定综上所述，本套模具采用冲孔一落料复合模。 (5)模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模。 图7 2粗画排样图 (6)工艺尺寸计算 ①排样设计 a ．排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法，初画排样图如图7 2所示。 b ．确定搭边值查表，取最小搭边值：工件间a l =2.8，侧面a=3.2。 考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取。a=5；为了方便计算取a l =3。 c. 确定条料步距步距：257.5mm ，宽度：250+5+5=260mm ． d ．条料的利用率 21752052.35%257.5260 η?==? e ．画出排样图根据以上资料画出排样图，如图7-3所示。 冲压工艺与模具设计的内容及步骤 冲压工艺与模具设计是进行冲压生产的重要技术准备工作。冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况, 从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑,选择和设计出技术先进、经济上合理、使用安全可靠的工艺方案和模具结构, 以使冲压件的生产在保证达到设计图样上所提出的各项技术要求的基础上,尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。 一般来讲,设计的主要内容及步骤包括: 1?工艺设计 (1零件及其冲压工艺性分析 根据冲压件产品图,分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、原材料尺寸规格和力学性能,并结合可供选用的冲压设备规格以及模具制造条件、生产批量等因素,分析零件的冲压工艺性。良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、占用设备数量少、模具结构简单而寿命高、产品质量稳定、操作简单。(2 确定工艺方案,主要工艺参数计算在冲压工艺性分析的基础上,找出工艺与模具设计的特点与难点,根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案,内容包括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式等。有时同一 种冲压零件也可能存在多个可行的冲压工艺方案,通常每种方案各有优缺点, 应从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和寿命高低、生产成本、操作方便与安全程度等方面进行综合分析、比较,确定出适合于现有生产条件的最佳方案。此外,了解零件的作用及使用要求对零件冲压工艺与模具设计是有帮助的 工艺参数指制定工艺方案所依据的数据,如各种成形系数(拉深系数、胀形系数等、零件展开尺寸以及冲裁力、成形力等。计算有两种情况 第一种是工艺参数可以计算得比较准确,如零件排样的材料利用率、冲裁压力中心、工件面积等; 1—下模座2、15—销钉3凹模4套5 导柱 6 导套 7 上模座 8卸料板9橡胶10凸模固定板 11—垫板12—卸料螺钉13—凸模14 —模柄 16、17螺钉图2.0.1 冲裁模典型结构与模具总体设计尺寸关系图 复合模的基本结构 1—凸模；2—凹模；3—上模固定板； 4、16—垫板；5—上模座；6—模柄； 7—推杆； 8—推块； 9—推销； 10—推件块；11、18—活动档料销； 12—固定挡料销13—卸料板 14—凸凹模；15—下模固定板； 17—下模座；19—弹簧 1-下模座；2、5-销钉；3-凹模；4-凸模 1-凹模；2-凸模；3-定位钉；4-压料板；5-靠板6-上模座；7-顶杆；8-弹簧；图3.4.2 L形件弯曲模 9、11-螺钉；10-可调定位板 1．冲裁间隙过大时，断面将出现二次光亮带。（×） 2．冲裁件的塑性差，则断面上毛面和塌角的比例大。（×） 3．形状复杂的冲裁件，适于用凸、凹模分开加工。（×） 4．对配作加工的凸、凹模，其零件图无需标注尺寸和公差，只说明配作间隙值。（×） 5．整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。（×） 6．利用结构废料冲制冲件，也是合理排样的一种方法。（∨） 7．采用斜刃冲裁或阶梯冲裁，不仅可以降低冲裁力，而且也能减少冲裁功。（×） 8．冲裁厚板或表面质量及精度要求不高的零件时，为了降低冲裁力，一般采用加热冲裁的方法进行。（∨）9．冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。（×） 10．模具的压力中心就是冲压件的重心。（×） 11．冲裁规则形状的冲件时，模具的压力中心就是冲裁件的几何中心。（×） 12．在压力机的一次行程中完成两道或两道以上冲孔（或落料）的冲模称为复合模。× 13．凡是有凸凹模的模具就是复合模。（×） 14．在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工作零件。（×） 15．导向零件就是保证凸、凹模间隙的部件。（×） 16．侧压装置用于条料宽度公差较大的送料时。（×） 17．侧压装置因其侧压力都较小，因此在生产实践中只用于板厚在0.3mm以下的薄板冲压。× 18．对配作的凸、凹模，其工作图无需标注尺寸及公差，只需说明配作间隙值。（×） 19．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，冲孔时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。× 20．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，落料时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。× 21．凸模较大时，一般需要加垫板，凸模较小时，一般不需要加垫板。（×） 22．在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。（∨） 23．在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确方向送进称为送料定距。（×） 24．模具紧固件在选用时，螺钉最好选用外六角的，它紧固牢靠，螺钉头不外露。（×） 25．整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。（×） 26．精密冲裁时，材料以塑性变形形式分离因此无断裂层。（∨） 27．在级进模中，根据零件的成形规律对排样的要求，需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的冲压件，位于成形过程变形部位上的孔，应安排在成形工位之前冲出。（×） 28．压力机的闭合高度是指模具工作行程终了时，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。× 1 、自由弯曲终了时，凸、凹模对弯曲件进行了校正。（× ） 2 、从应力状态来看，窄板弯曲时的应力状态是平面的，而宽板弯曲时的应力状态则是立体的。（∨） 3 、窄板弯曲时的应变状态是平面的，而宽板弯曲时的应变状态则是立体的。（× ） 4 、板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。（× ） 5 、弯曲件两直边之间的夹角称为弯曲中心角。（× ） 6 、对于宽板弯曲，由于宽度方向没有变形，因而变形区厚度的减薄必然导致长度的增加。 r/t 愈大，增大量愈× 7 、弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为相对弯曲半径。（× ） 8 、冲压弯曲件时，弯曲半径越小，则外层纤维的拉伸越大。（∨） 9 、减少弯曲凸、凹模之间的间隙，增大弯曲力，可减少弯曲圆角处的塑性变形。（× ） 10 、采用压边装置或在模具上安装定位销，可解决毛坯在弯曲中的偏移问题。（∨） 11 、塑性变形时，金属变形区内的径向应力在板料表面处达到最大值。（∨） 12 、经冷作硬化的弯曲件，其允许变形程度较大。（× ） 13 、在弯曲变形区内，内缘金属的应力状态因受压而缩短，外缘金属受拉而伸长。（∨） 14 、弯曲件的回弹主要是因为弯曲变形程度很大所致。（× ） 15 、一般来说，弯曲件愈复杂，一次弯曲成形角的数量愈多，则弯曲时各部分相互牵制作用愈大，则回弹就大。（× ） 16 、减小回弹的有效措施是采用校正弯曲代替自由弯曲。（× ） 17 、弯曲件的展开长度，就是弯曲件直边部分长度与弯曲部分的中性层长度之和。（∨） 18 、当弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向平行时，可具有较小的最小弯曲半径，相反，弯曲件的弯曲线与 板料的纤维方向垂直时，其最小弯曲半径可大些。（× ） 19 、在弯曲 r/t 较小的弯曲件时，若工件有两个相互垂直的弯曲线，排样时可以不考虑纤维方向。（× ） <<冲压工艺与模具设计>>试题库及答案 一填空题 1．冷冲压的优点有：生产率高、操作简便，尺寸稳定、互换性好，材料利用率高。2．冷冲压是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种加工方法。 3．一般的金属材料在冷塑变形时会引起材料性能的变化。随着变形程度的增加，所有的强度、硬度都提高，同时塑性指标降低，这种现象称为冷作硬化。 4．拉深时变形程度以拉深系数m 表示，其值越小，变形程度越大。 5．材料的屈强比小，均匀延伸率大有利于成形极限的提高。 6．冲裁件的断面分为圆角，光面，毛面，毛刺四个区域。 7．翻孔件的变形程度用翻孔系数K 表示，变形程度最大时，口部可能出现开裂8．缩孔变形区的应力性质为双向压缩应力，其可能产生的质量问题是失稳起皱 9．精冲时冲裁变形区的材料处于三向压应力，并且由于采用了极小的间隙，冲裁件尺寸精度可达IT8-IT6级。 10．冷冲压模具是实现冷冲压工艺的一种工艺装备。 11．落料和冲孔属于分离工序，拉深和弯曲属于成形工序。12．变形温度对金属塑性的影响很大，一般来说，随着变形温度的升高，塑性提高，变形抗力降低。 14．材料在塑性变形中，变形前的体积等于变形后的体积，用公式来表示即：ε1+ε2+ε3=0 。 15．冲裁的变形过程分为弹性变形，塑性变形，断裂分离三个阶段。16．冲裁模工作零件刃口尺寸计算时，落料以凹模为基准，冲孔以凸模为基准，凸模和凹模的制造精度比工件高2-3级。 17．冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的余料称作搭边。它能补偿条料送进时的定位误差和下料误差，确保冲出合格的制件。 18．弯曲零件的尺寸与模具工作零件尺寸不一致是由于弯曲回弹而引起的，校正弯曲比自由弯曲时零件的尺寸精度要高。 19．拉深时可能产生的质量问题是起皱和开裂 21用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为冲压模具。 22冲压工艺分为两大类，一类叫分离工序，一类是变形工序。 23物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸，称为塑性变形。 课程设计（论文）连接零件冲压工艺及模具设计 教学系：机电工程 指导教师：******* 专业班级：成型1081 学生姓名： @@@ 摘要 本论文应用所学专业理论课程和生产实际知识进行了冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容。本设计采用落料冲孔复合模，模具设计制造简便易行。落料冲裁效果好，能极大地提高生产效率。本设计主要工序包括：冲孔和落料。本设计分别论述了产品工艺分析，冲压方案的确定，工艺计算，模板及主要零件设计，模具装配等问题。本设计的内容是确定复合模内型和结构形式以及工艺性，绘制模具总图和非标准件零件图。 我觉得通过本次的毕业设计，达到了这样的目的： 1.综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高我们独立工作的能力。 2.巩固与扩充所学有关冷冲模具设计课程的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本技能，懂得了怎样分析零件的工艺性。 3.掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范，同时对相关的课程进行了全面的复习，使独立思考能力有了提高等。 关键词：冷冲压、冲裁、复合模、落料 目录 前言 (2) 1 设计任务书………………………………………………………………………………错误！未定义书签。 2 工艺方案分析及确定 (2) 2.1 零件的工艺分析 (3) 2.2 工艺方案的确定 (3) 2.3 排样的确定 (4) 3 工艺设计与计算 (6) 3.1 冲压力与压力中心的计算 (6) 3.2 工作零件刃口尺寸计算 (8) 3.3 工作零件结构设计与其他模具结构零件 (10) 3.4 冲压设备的选用 (12) 4模具总装图 (11) 5模具的装配 (15) 第二节冲压工艺与模具设计实例 一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 二、微型汽车水泵叶轮冲压工艺与模具设计 一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 图12-1所示为摩托车侧盖前支承零件示意图，材料Q215钢，厚度1.5mm，年生产量5万件，要求编制该冲压工艺方案。 ⒈零件及其冲压工艺性分析 mm的凸包定位且焊接组合在车架的电气元件支架上，腰圆孔用于摩托车侧盖前支承零件是以2个9.5 侧盖的装配，故腰圆孔位置是该零件需要保证的重点。另外，该零件属隐蔽件，被侧盖完全遮蔽，外观上要求不高，只需平整。 图12-1侧盖前支承零件示意图 该零件端部四角为尖角，若采用落料工艺，则工艺性较差，根据该零件的装配使用情况，为了改善落料的工艺性，故将四角修改为圆角，取圆角半径为2mm。此外零件的“腿”较长，若能有效地利用过弯曲和校正弯曲来控制回弹，则可以得到形状和尺寸比较准确的零件。 腰圆孔边至弯曲半径R中心的距离为2.5mm。大于材料厚度（1.5mm），从而腰圆孔位于变形区之外，弯曲时不会引起孔变形，故该孔可在弯曲前冲出。 ⒉确定工艺方案 首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有剪切(或落料)、冲腰圆孔、一次弯曲、二次弯曲和冲凸包。其中弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，因此选择合理的弯曲方法十分重要。 (1) 弯曲变形的方法及比较该零件弯曲变形的方法可采用如图12-2所示中的任何一种。 第一种方法(图12-2a)为一次成形，其优点是用一副模具成形，可以提高生产率，减少所需设备和操作人员。缺点是毛坯的整个面积几乎都参与激烈的变形，零件表面擦伤严重，且擦伤面积大，零件形状与尺寸都不精确，弯曲处变薄严重，这些缺陷将随零件“腿”长的增加和“腿”长的减小而愈加明显。 第二种方法(图12-2b)是先用一副模具弯曲端部两角，然后在另一副模具上弯曲中间两角。这显然比第一种方法弯曲变形的激烈程度缓和的多，但回弹现象难以控制，且增加了模具、设备和操作人员。 第三种方法(图12-2c)是先在一副模具上弯曲端部两角并使中间两角预弯45°，然后在另一副模具上弯曲成形，这样由于能够实现过弯曲和校正弯曲来控制回弹，故零件的形状和尺寸精确度高。此外，由于成形过程中材料受凸、凹模圆角的阻力较小，零件的表面质量较好。这种弯曲变形方法对于精度要求高或长“脚”短“脚”弯曲件的成形特别有利。 冲压工艺及模具设计 学习 《冲压工艺及模具设计》课程学习指南 20 —20 学年第学期 机学生使用 任课教师：王芳 一、课程基本情况、性质、研究对象和任务 总学时：40学时课堂教学：36学时实验教学：4学时 先修课：机械设计金属与塑料成型设备 《冲压工艺及模具设计》是高等工业院校材料成型方向开设的一门主干专业技术课，也是制造类其它专业的一门重要选修课。它是一门将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计与冲模制造有机融合，综合性和实践性较强的课程。本课程的主要任务是分析各类冲压成形的变形规律，认识典型冲压成形工艺方法和模具结构，掌握冲压工艺与模具设计方法。 通过本课程学习，使学生在下列能力培养方面得到锻炼与提高： 1．能应用冲压变形理论，分析中等复杂冲压件变形特点，制定合理冲压工艺规程。 2．协调冲压设备与模具的关系，选择冲压设备的能力。 3．熟悉掌握冲模设计计算方法，具备中等复杂冲模结构选择和设计的能力，所设计的冲模应工作可行、操作方便、便于加工和装配，技术经济性好。 二、教材处理 本课程选用机械工业出版社出版，姜奎华主编的《冲压工艺及模具设计》。本教材内容比较全面，结构编排严谨。但由于学时限制不可能对所有教材内容一一详细讲解。所以应紧 紧抓住本课的重点内容，搞清模具设计的有共性的规律，从而能做到举一反三，逐类旁通，为今后的学习工作打下基础。 三、学习参考书 1．刘建超、张宝忠主编．冲压模具设计与制造．北京：高等教育出版社，2004年 2．王孝培主编．冲压手册．北京：机械工业出版社，1990年 3．冲模设计手册编写组编著．冲模设计手册．北京：机械工业出版社，2000年 4．模具实用技术丛书编委会．冲模设计应用实例．北京：机械工业出版社，1994 5．冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编．模具设计与制造简明手册（第二版）．上海科学技术出版社，1998年 6．模具设计与制造技术教育丛书编委会．模具制造工艺与装备．北京：机械工业出版社，2003年7．国家技术监督局．冲模模架．北京：中国标准出版社，1991 8．许发越主编．模具标准应用手册．北京：机械工业出版社，1994年 9．李天佑主编．冲模图册．北京：机械工业出版社， 1988 四、关于考试的说明 期末考试：100% 五、各次课基本内容，重点难点，自我测验及作业 编号： 12 课程设计说明书 题目：冲压零件2冲裁模设计 课程序号: 1710322 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学号：14 指导教师：杨连发 职称：教授 题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发 2017年11月17 日 （打印时请保留此页） 说明书要求： ●4000~8000字； ●A4 纸打印，四周页边距2.5 cm； ●行距：行间距取固定值（设置值为20 磅）； ●1级标题用四号黑体；2级标题用小四号黑体； ●正文中文字型：小四宋体；正文英文字型：小四Times New Roman ； ●字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）； ●双面打印。 目录 1 计任务书及冲压件（产品）图 (1) 1.1 设计任务书 (1) 1.2 冲压件（产品）图 (1) 2 冲压件的工艺性分析 (3) 2.1 ☆☆☆，☆☆☆☆☆，(黑体小四号) (3) 2.2 ☆☆☆，☆☆☆☆☆，(黑体小四号) (3) 3 冲压件工艺方案的拟定 (3) 4 模具类型及结构形式的选择 (3) 5 排样设计及材料利用率的计算 (4) 6 冲压各工艺力计算、压力中心的确定 (5) 7 模具工件零件的刃口尺寸及公差的计算 (6) 8 模具零部件的选用、设计及必要的计算 (6) 9 压力机的选择 (8) 10 其它需要说明的内容 (8) 参考文献 (8) 1 设计任务书及冲压件（产品）图(黑体四号) 1.1 设计任务书(黑体小四号) 2017-2018(1)《模具设计综合实训》设计任务书年级： 2014 面向专业：机械设计制造及其自动化学生人数： 155 设计学时 2 周实施时间第 10 11 周 指导教师杨连发设计场所教室、宿舍 设计组号12 产品名称冲压零件 2 学生序号56 班级学号1400110306 学生姓名何焕学生序号57 班级学号1400110307 学生姓名黄柏富学生序号58 班级学号1400110308 学生姓名黄仁光学生序号59 班级学号1400110309 学生姓名黄振永学生序号60 班级学号1400110311 学生姓名李丽强 冲压件图 产品说明材料：08 钢；料厚 2 mm；生产批量：大批量生产（月产 47 万件）设计要求采用滑动式中间导柱模架、固定卸料装置 【范例】 (1）题目：东风ＥQ－1０90汽车储气简支架 (2）原始数据 数据如图7—１所示。大批量生产，材料为Q２15，t=３mm。 图7-1零件图 (３)工艺分析 此工件既有冲孔,又有落料两个工序。材料为Q23５、ｔ=３mm的碳素钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁,工件结构中等复杂,有一个直径φ44mm的圆孔,一个６0mm×26ｍｍ、圆角半径为R6mｍ的长方形孔和两个直径13ｍm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求,孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于８mm。工件的尺寸落料按ＩTll级，冲孔按IＴ10级计算。尺寸精度一般,普通冲裁完全能满足要求。 (4)冲裁工艺方案的确定 ①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序,可有以下三种工艺方案。 方案一:先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单,制造方便,但需要两道工序，两副模具,成本相对较高，生产效率低,且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需 要。故而不选此方案。 方案二:级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂,成本较高,一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案,势必会增大模具尺寸，使加工难度提高,因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足,模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 ③方案的确定综上所述,本套模具采用冲孔一落料复合模。 (５)模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性,正装式复合模成形后工件留在下模,需向上推出工件,取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模,只需在上模装一副推件装置,故采用倒装式复合模。 图7 2粗画排样图 (6)工艺尺寸计算 ①排样设计 ａ.排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法，初画排样图如图7 ２所示。 b.确定搭边值查表,取最小搭边值:工件间a l =2.8，侧面a=3.2。 考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取。a=５；为了方便计算取ａl ＝3。 c. 确定条料步距步距:２５7.5mm,宽度：250+5+5=260mm ． ｄ.条料的利用率 21752052.35%257.5260 η?==? e.画出排样图根据以上资料画出排样图，如图7-３所示。冲压工艺与冲压模设计-ch06
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